(57)【要約】【目的】消費電力量の低減を図ることのできる給湯装置を提供することを目的とする。【構成】給湯装置２０は、茶飲料調理用の水を貯留している水タンク２１と、この水タンク２１の水を貯湯タンク４０に圧送する水ポンプ２２と、水ポンプ２２で圧送されている水量を計測して信号を出力する流量計２３と、湯水が逆流することを防止する逆止弁２４と、水圧を開放するリリーフ弁２５と、貯湯タンク４０内の気体を放出する気体放出弁２６と、貯湯タンク４０内で加熱され貯えられている湯をミキシングボウル２８に供給する給湯弁２７を備えている。貯湯タンク４０は内部に加熱ヒータ４１を備え、所望の給湯温度に加熱した湯として貯留するもので、真空断熱層４３を構成したタンク本体４２と、真空断熱層４７を構成したタンク蓋４６とで密閉してある。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、該貯湯タンクから飲料調理用の湯を供給する給湯装置において、
前記貯湯タンクを密閉する壁を真空断熱層で構成し、
前記貯湯タンクに水を圧送する水ポンプと、
前記貯湯タンクに溜まっている気体を放出する気体放出弁と、
前記貯湯タンクの湯を供給する給湯弁と、
前記気体放出弁を開放して前記貯湯タンクから気体を放出した後に前記給湯弁を開放して給湯する制御手段と、
を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、該貯湯タンクから飲料調理用の湯を供給する給湯装置において、
前記貯湯タンクを密閉する壁に真空断熱材を周設し、
前記貯湯タンクに水を圧送する水ポンプと、
前記貯湯タンクに溜まっている気体を放出する気体放出弁と、
前記貯湯タンクの湯を供給する給湯弁と、
前記気体放出弁を開放して前記貯湯タンクから気体を放出した後に前記給湯弁を開放して給湯する制御手段と、
を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項３】
前記貯湯タンクへ水を圧送する送出管路に流量計を配設し、該流量計の出力する信号に基づいて前記気体放出弁および給湯弁の開放時間を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクから飲料調理用の湯を供給する給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、茶飲料を供給する給茶機などの飲料供給装置には、機器筐体の内部に給湯装置が設けられている。給湯装置は、ホット飲料を調理する際に必要となる湯を供給するためのもので、貯湯タンク及び給湯管路を備えている。貯湯タンクは、ヒーター等の加熱手段を具備し、供給された水を所望の温度に加熱してこれを貯留するためのものである。給湯管路は、貯湯タンクに貯留されている湯をミキシングボウル（湯茶混合部）に供給するための通路であり、給湯弁を介して貯湯タンクに接続されている。
この種の給湯装置では、供給指令が与えられると、対応する給湯管路の給湯弁が所定の時間だけ開放される。給湯弁が開放されると、貯湯タンクに貯留されている湯がミキシングボウルに供給され、ミキシングボウルで混合調理された茶飲料がカップに注がれる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２０７９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような給湯装置では、対流による温度分布の影響を防止するため、貯湯タンクの上方部に貯留された湯のみを給湯管路から供給するようにしている。具体的には、給湯管路を貯湯タンクの内部においてその上方となる部分に開口させることによって上方部に貯留している高温状態の湯を供給するようにしている。このため、この種の給湯装置においては、貯湯タンクを大容量化し、十分な給湯量を確保するようにしている。
また、給湯に伴って減少した貯湯タンクの湯は、適宜なタイミングで水が補給され、これを加熱手段で加熱した後に給湯に備えるようにしている。補給する水は、貯湯タンクに貯留している湯（例えば、９４℃）に比べて１０℃前後と著しく低温であるため、貯湯タンクの湯温を低下させる要因となる。このため、この種の給湯装置では、貯湯タンクを大容量化し、水の補給による温度低下の影響を可及的に低減するようにしている。
【０００４】
このように、貯湯タンクを大容量化した場合には、高温状態の湯を連続して供給する場合にも十分な給湯量を確保することができるとともに、水の補給による貯湯タンクの温度低下を可及的に低減することができるようになる。
しかしながら、大容量化した貯湯タンクにあっては、放熱面積が増大する結果、放熱量も多大なものとなり、内部に貯留している湯を所望の温度状態に維持するための消費電力量が著しく増大するようになる。
本発明は、上記実情に鑑みて、消費電力量の低減を図ることのできる給湯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る給湯装置は、所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、該貯湯タンクから飲料調理用の湯を供給する給湯装置において、前記貯湯タンクを密閉する壁を真空断熱層で構成し、前記貯湯タンクに水を圧送する水ポンプと、前記貯湯タンクに溜まっている気体を放出する気体放出弁と、前記貯湯タンクの湯を供給する給湯弁と、前記気体放出弁を開放して前記貯湯タンクから気体を放出した後に前記給湯弁を開放して給湯する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る給湯装置は、所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、該貯湯タンクから飲料調理用の湯を供給する給湯装置において、前記貯湯タンクを密閉する壁に真空断熱材を周設し、前記貯湯タンクに水を圧送する水ポンプと、前記貯湯タンクに溜まっている気体を放出する気体放出弁と、前記貯湯タンクの湯を供給する給湯弁と、前記気体放出弁を開放して前記貯湯タンクから気体を放出した後に前記給湯弁を開放して給湯する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の請求項３に係る給湯装置は、上述した請求項１または２において、前記貯湯タンクへ水を圧送する送出管路に流量計を配設し、該流量計の出力する信号に基づいて前記気体放出弁および給湯弁の開放時間を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１に係る給湯装置によれば、貯湯タンクを密閉する壁を真空断熱層で構成しているので、硬質ウレタンフォーム等を用いて貯湯タンクの壁を断熱構造とした場合に比べてより高い断熱性能を得ることができるようになり、貯湯タンクを大容量化した場合にも放熱量を抑え、消費電力量の低減を図ることが可能となる。
本発明の請求項２に係る給湯装置によれば、貯湯タンクを密閉する壁に真空断熱材を周設しているので、硬質ウレタンフォーム等で貯湯タンクの壁を断熱構造とした場合に比べて高い断熱性能を得ることができるようになり、貯湯タンクを大容量化した場合にも放熱量を抑え、消費電力量の低減を図ることが可能となる。
また、本発明の請求項３に係る給湯装置によれば、制御手段が、流量計の出力する信号に基づいて気体放出弁および給湯弁の開放時間を制御するので、貯湯タンクから飲料調理用の湯を正確に供給することができるとともに、気体放出弁から気体を放出した後に湯が無駄に排出されることを防ぐことにより、消費電力量の低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る給湯装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１である給湯装置を適用した給茶機の機器筐体内部図、図２は、給湯装置の配管経路を示した概念図、図３は、給湯装置の貯湯タンクを示した断面側面図である。
ここで例示する給茶機は、利用者の要求に応じて茶飲料を調理し、これを給茶ステージに載置した容器に注出するもので、機器筐体の内部には水タンク、水ポンプ、流量計、貯湯タンクおよびミキシングボウル等を備えている。
給茶機１は、底面の四隅に設けられた脚３によって支持される機器筐体２の前面の開口に扉４ａ、４ｂが開閉可能に装着されている。機器筐体２内部は上部を調理部５、下部をタンク部６と２層に仕切られ、タンク部６には、茶飲料調理用の水を貯留する水タンク２１と、水タンク２１に貯留している水を圧送する水ポンプ２２と、廃水バケツ２９を収容可能にしている。調理部５には水ポンプ２２が圧送している水の流量を計測して信号を出力する流量計２３、扉４ａには制御装置８０が設けられ、水タンク２１に貯留してある水を水ポンプ２２で圧送して貯湯タンク４０で加熱してミキシングボウル２８に湯を供給して、ミキシングボウル２８では供給された茶葉と湯とを混合調理して容器に注ぐようにしている。
【０００９】
ミキシングボウル２８上方位置には、茶葉を貯蔵するキャニスタ７が設けられ、原料シュート８を介して供給された茶葉はミキシングボウル２８で貯湯タンク４０から供給された湯と混合調理されて茶飲料となる。また、ミキシングボウル２８の注出口２８ａ（図２参照）下方位置には、茶飲料を注ぎ入れる容器を載置する給茶ステージ９が取り付けられている。さらに、水タンク２１から圧送された水を冷やして冷たい茶飲料を調理するための冷水を作る冷却水槽１０と、冷却水槽１０の冷却水中に氷塊を形成して冷却水を略０℃に維持する冷凍システム１１を備えている。
そして、扉４ａの前面に設けられた飲料選択ボタン（図示せず）を操作すると、選択した茶飲料の茶葉がキャニスタ７から原料シュート８を介して供給され、また、貯湯タンク４０から湯が、または冷却水槽１０を通過して冷やされた冷水がミキシングボウル２８で混合調理されて茶飲料となり、給茶ステージ９に載置した容器に注出口２８ａから注がれる。
【００１０】
図２は、本発明の実施の形態１である給湯装置を適用した配管経路の概念図を示している。給湯装置２０は、茶飲料調理用の水を貯留している水タンク２１と、この水タンク２１に給水チューブ（送出管路）Ｔ１を介して接続され、制御装置８０が出力する信号で、水タンク２１内の水を貯湯タンク４０に圧送する水ポンプ２２と、給水チューブＴ１の水ポンプ２２と貯湯タンク４０との間に接続され、水ポンプ２２で圧送されている水量を計測して信号を制御装置８０に出力する流量計２３と、給水チューブＴ１内で貯湯タンク４０側から流量計２３および水ポンプ２２側に湯水が逆流することを防止する逆止弁２４と、水ポンプ２２で圧送している給水チューブＴ１内の水圧が貯湯タンク４０の所定圧（例えば、０．５気圧）を上回ったときに弁を開放して水圧を開放するリリーフ弁２５とを有している。逆止弁２４は、貯湯タンク４０の内圧を保持するように構成されており、その内圧が所定圧を上回ったときにリリーフ弁２５が開放するように設定されており、このリリーフ弁２５には排水チューブＴ３が接続され、リリーフ弁２５が開放すると排水チューブＴ３を介して廃水バケツ２９に湯水を廃棄する。
【００１１】
貯湯タンク４０内で加熱された湯から発生した気体（空気等）は、水ポンプ２２を駆動して給水チューブＴ１内に水を圧送すると貯湯タンク４０内の圧力が高まり、気体放出弁２６を開放すると放出チューブＴ４から廃水バケツ２９に放出される。貯湯タンク４０内で加熱され貯えられている湯は、水ポンプ２２を駆動して給湯弁２７を開放すると給湯チューブＴ２からミキシングボウル２８に供給され、キャニスタ７から供給された茶葉と混合調理されて注出口２８ａからカップＣに注がれる。水ポンプ２２は、貯湯タンク４０内の気体を放出して１杯の茶飲料を調理するのに要する所定量（例えば、２００ｃｃ）の水を給水チューブＴ１を介して貯湯タンク４０に供給する。
図３は、本発明の実施の形態１である給湯装置を適用した貯湯タンクの断面側面図を示している。貯湯タンク４０は、図３に示すように、内部に加熱ヒータ４１を備え、この加熱ヒータ４１を駆動することにより、給水チューブＴ１によって供給された水を所望の給湯温度（例えば、９４℃）に加熱した湯として貯留するためのもので、真空断熱層４３を構成したタンク本体（壁）４２と、真空断熱層４７を構成したタンク蓋（壁）４６とで密閉してある。このタンク本体４２は、ステンレス鋼板などの金属板のタンク内壁４４とタンク外壁４５との間を真空状態（例えば、１．０Ｔｏｒｒ以下）にすることによって真空断熱層４３を構成したもので、タンク蓋４６も同様に、蓋内壁４８と蓋外壁４９との間を真空状態にすることによって真空断熱層４７を構成している。加熱ヒータ４１は制御装置８０によって制御され、電気抵抗によって発熱するものや誘導加熱によって発熱するもの等、種々のものを適用することができ、また、貯湯タンク４０内には湯の温度を検出する湯温センサ（図示せず）を設け、その検出信号を制御装置８０に出力する。タンク本体底部４２ｂには給水チューブＴ１に接続され、水ポンプ２２で圧送された水を貯湯タンク４０に導入する導入口５１が設けられ、タンク蓋４６には、貯湯タンク４０から給湯する給湯口５２が設けられ、給湯弁２７を開放するとミキシングボウル２８に湯を供給する給湯チューブＴ２と、気体放出弁２６を開放すると貯湯タンク４０に溜まっている気体を放出する放出チューブＴ４とが接続されている。
【００１２】
貯湯タンク４０の壁を真空断熱層４２、４７で構成すると、従前の硬質ウレタンフォームを用いた断熱材に比べて略５倍という高い断熱性能をもつ。従って、十分な給湯量を確保すべく貯湯タンク４０を大容量化した場合にも、放熱面積が増えることに起因した放熱量の増大を抑えることができ、内部に貯留した湯を上述の給湯温度に維持するための消費電力量を低減することが可能になる。具体的には、内容積が３６００ｍｌの貯湯タンク４０を構成した場合、従前の断熱材を適用したものに比べて消費電力量を略５０％低減することができた。
尚、上述した実施の形態では、壁を真空断熱層４２、４７で構成した貯湯タンク４０を例示しているが、タンク蓋やタンク本体底部には硬質ウレタンフォーム等の断熱材を用いるようにしても良い。
【００１３】
図４は、本発明の実施の形態１である給湯装置を適用した給茶機の制御ブロック図を示している。水ポンプ２２が圧送している水量を計測して信号を出力する流量計２３と、貯湯タンク４０内の湯の温度を検出して信号を出力する湯温センサ５０と、湯を供給するための制御を行う制御装置８０（制御手段）と、制御装置８０が出力する信号で各々動作する、水を圧送する水ポンプ２２と、弁を開放して貯湯タンク４０内の気体を放出する気体放出弁２６と、弁を開放して貯湯タンク４０内で加熱してある湯をミキシングボウル２８に供給する給湯弁２７と、貯湯タンク４０内の水を加熱する加熱ヒータ４１と、給茶機１各部の制御データを記憶するメモリ（記憶手段）８１と、基準クロック発生部（図示せず）で発生するクロックをカウントして給湯装置２０の給湯停止時間等を計数するタイマー８２を有している。
【００１４】
次に、図５のタイミングチャートを用いて、上記のように構成した給湯装置２０で水タンク２１に貯留してある水を所望の給湯温度に加熱してミキシングボウル２８に給湯する制御を説明する。先ず、扉４ａの前面に設けられた飲料選択ボタンが押されると、制御装置８０は水ポンプ２２を駆動して水タンク２１に貯留してある水を圧送する。同時に、気体放出弁２６を開放して貯湯タンク４０内の気体を放出する。次に、給湯弁２７を開放して水ポンプ２２で圧送され加熱ヒータ４１で所望の給湯温度に加熱された湯をミキシングボウル２８に供給する。流量計２３が計測して出力している水量がメモリ８１に記憶している給湯量に達すると給湯弁２７を閉塞して給湯を終了する。ミキシングボウル２８に供給された湯はキャニスタ７から供給された茶葉と混合調理されてカップＣに注がれる。
気体放出弁２６を開放する時間は流量計２３が出力している水量の計測信号で決定されるが、タイマー８２が計数している給湯停止時間に基づいてその水量を決定する。給湯停止時間が長くなると貯湯タンク４０内に発生している気体の量が増えるが、タイマー８２が計数している給湯停止時間に基づいて流量計２３が出力している水量で実験結果により得られた気体放出弁２６の開放時間を決定することにより、気体の放出時に貯湯タンク４０に貯留している湯を無駄に廃棄バケツ２９に排出する量が少なくなるので、消費電力量の低減を図ることができる。
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、真空断熱層４３で構成したタンク本体４２と、真空断熱層４７で構成したタンク蓋４６とで密閉して貯湯タンク４０を構成した実施の形態で説明したが、この実施の形態２では、貯湯タンク６０を、壁に真空断熱材６３を周設して構成したタンク本体６２と、硬質ウレタンフォーム６７を設けて構成したタンク蓋６６とで密閉している。これにより、硬質ウレタンフォーム等で周設して貯湯タンクを断熱構造とした場合に比べて高い断熱性能を得ることができるようになり、貯湯タンクを大容量化した場合にも放熱量を抑え、消費電力量の低減を図ることができる。
【００１５】
図６は、本発明の実施の形態２である給湯装置の貯湯タンク６０を示す断面側面図である。なお、貯湯タンク４０と同一構成部分には同一符号を付して、その符号の説明を省略している。
貯湯タンク６０は、供給された水を所望の給湯温度（例えば、９４℃）に加熱した湯として貯留するもので、真空断熱材６３を周設して構成したタンク本体（壁）６２と、硬質ウレタンフォーム６７を内設して構成したタンク蓋６６とで密閉してある。このタンク本体６２は、タンク内壁６４とタンク外壁６５との間に真空断熱材６３を周設して構成し、そのタンク本体底部６２ｂには硬質ウレタンフォーム６７ｂを設けている。また、タンク蓋６６は蓋内壁６８と蓋外壁６９との間に硬質ウレタンフォーム６７を設けている。尚、真空断熱材６３としては、シリカ（二酸化珪素）粉末等の芯材を袋に包み込んで内部を真空状態（例えば、１．５Ｔｏｒｒ以下）としたものを適用すれば良い。
【００１６】
壁に真空断熱材６３を周設して構成した貯湯タンク６０は、従前の硬質ウレタンフォームを用いた断熱材に比べて略３倍という高い断熱性能をもつ。従って、十分な給湯量を確保すべく貯湯タンク６０を大容量化した場合にも、放熱面積が増えることに起因した放熱量の増大を抑えることができ、内部に貯留した湯を上述の給湯温度に維持するための消費電力量を低減することが可能になる。具体的には、内容積が３６００ｍｌの貯湯タンク６０を構成した場合、従前の断熱材を適用したものに比べて消費電力量を略３０％低減することができた。
尚、上述した実施の形態１および実施の形態２では、給茶機の給湯装置を例示しているが、必ずしも給茶機に適用する必要はなく、貯湯タンクに貯留した湯を供給するものであれば、カップ式飲料自動販売機やコーヒー飲料ディスペンサ等、その他の給湯装置としても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１である給湯装置を適用した給茶機の機器筐体内部図である。
【図２】図１に示した給湯装置の配管経路の概念図である。
【図３】図１に示した給湯装置を適用した貯湯タンクの断面側面図である。
【図４】図１に示した給湯装置の制御ブロック図である。
【図５】図１に示した給湯装置のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２である給湯装置を適用した貯湯タンクの断面側面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１      給茶機
２      機器筐体
５      調理部
６      タンク部
７      キャニスタ
８      原料シュート
９      給茶ステージ
２０      給湯装置
２１      水タンク
２２      水ポンプ
２３      流量計
２４      逆止弁
２５      リリーフ弁
２６      気体放出弁
２７      給湯弁
２８      ミキシングボウル
４０      貯湯タンク
４１      加熱ヒータ
４２      タンク本体
４３      真空断熱層
４６      タンク蓋
４７      真空断熱層
５０      湯温センサ
６０      貯湯タンク
６２      タンク本体
６３      真空断熱材
６６      タンク蓋
６７      硬質ウレタンフォーム
８０      制御装置
８１      メモリ
８２      タイマー
Ｃ        カップ
【図１】
2006166951.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006166951.tif 000007
【図６】
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